JPS6335138A - 小型電気機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は小型電気ａ器、特に電源部に商用電源を利用
して充電される二次電池を備え、充電と負荷駆動を同時
に行うものに関する。

［従来の技術］ 従来この種の小型電気機器に於いて充電を単独で行う場
合、ｍ器を長時間放置することが多く、過充電等の異常
が発生したときに安全上問題があることに鑑み、過熱対
策としてヒユーズを設けるなどの保護が図られ、更に過
充電を防止する手段それ自体を設けることもある。

しかし負荷駆動時にあっては、操作者がそばについてい
ることが多く、更に過充電も起こらないと考えられてい
たので、何ら有効な保護安全策は採られていなかった。

［ｙＡ明が解決しようとする問題点］ しかしながら上記小型電気ａＢは一般に、子供や老人が
使用することも多く、たとえ自分で直接機器を使用して
いても機器の異常に気付くことが遅れ、ともすると異常
それ自体をも認識することなく放置する結果、通常の場
合より危険が増すことが多い。

本発明は上記問題に鑑みて成されたものであって、機器
の負荷状態を常時検出することにより、安全性の向上を
図ることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は第１図にその概略を示す如く、電力供給手段と
、該電力供給手段に接続されて駆動電力が供給される負
荷部と、ＭｆＬ荷部の負荷量を検出する手段と、検出手
段の負背景検出動作と連繋して前記電力供給手段から出
力される電流量を制限する手段とから構成される。

電力供給手段はインバータ回路を含み、該インバータ回
路に於いて商用電源の周波数と電圧値の変換を行ってい
る。

負荷部は二次電池とその他の負荷とから構成され、二次
電池を電力供給手段に常時接続することにより、負荷駆
動と充電を並行して行えるようにしている。

制限手段は、負荷量に対し上限値と下限値を予め設定し
ておき、負荷量が上限値を上回るか下限値を下回ると動
作する。

［作用］ 上記構成に於いて、設定された上下限値の負荷量間で負
荷駆動が行われていることを検出手段が検知していると
きは、正常に機器が動作していると考えられるので、制
限手段は何ら動作を行わない。

しかし負荷量が上限値を越えたことが検出されると、例
えばモータ回転のロックあるいはショートなどの異常状
態と考えられるので、出力電圧を下げるか発振を停止す
る等して電流値を減少し、インバータ回路の保護を図る
。

一方、負荷量が下限値を下回ったことが検出されると、
二次電池以外の負荷が無負荷に近い状態であり、しかも
二次電池が満充電状態であると考えられるので、出力電
圧値を下げて電流量を減少し、過充電を防止するのであ
る。

［実施例］ 以下本発明を、充電と並行してモータ駆動を可能とする
電気かみそりに実施した一例に基づいて説明する。

本発明を実施する電気がみそり１は、第２図に示す如く
、外刃２を本体ケース３の上部に着脱自在に取り付ける
とともに、該外刃２の内側に内刃４を摺動自在に配設す
る。更に本体ケース３の内部には、前記内刃４を往復駆
動するモータ５と、該モータ５に回転駆動電力を供給す
る二次電池６と、該二次電池６への充電制御あるいはモ
ータ５の回転制御等の各種制御を行わせる電気回路７を
収納する。また本体ケース３の正面には、モータ５への
通電時期を規制する押ボタンスイッチ１゜を挟んで同一
線上の上方位置には回転制御状態を表示する第１表示素
子１１を、下方位置には充電制御状態を表示する第２表
示素子１２を互いに分離して配設している。

第３図は、上記した本体ケース３に内蔵する電気回路７
の全体の概略を示すブロック図であって、複数回の充放
電が可能なニッケル・カドミュウム電池等の二次電池６
とモータ５とを主たる負荷とし、該負荷へ電力を供給す
る電源部１３と、負荷の各種状態に対応した検出信号を
出力可能とする検出部１４と、負荷が通常の動作範囲内
で使用されているとき、電源部１３に入力される商用電
源２０の電圧値の変化あるいは負荷の変動に対応させて
各種制御を行う制御部１５と、負荷が極端な軽負荷ある
いはｆｆ１ｊＬ荷となった場合に電源部１３の動作時期
を規制する保護部１６と、負荷の各種状態に対応した表
示を行う表示部１７とから構成される。

電源部１３は、商用交流電源２０を整流回路２１で全波
整流した電圧を入力とするインバータ回路２２が使用さ
れ、該インバータ回路２２に於いて、入力電圧を商用周
波数より周波数の高いパルス状電圧に電圧している。

二次電池６は、モータ駆動時の各種制御を行う回路に対
してスイッチ１０を介して接続可能としており、従って
、モータ停止時は７Ｆ！、源部１３の負荷として働くが
、モータ駆動時に於いては、電源部１３からの出力と共
に主電源２３を構成する。

制御部１５は、インバータ回路２２の出力制御回路２４
と、モータ５の回転制御回路２５とから構成される。出
力制御回路２４は、商用交流電源２０の電圧あるいは負
荷の変動にかがわらず、負荷に供給される電圧を略一定
に維持せんとするものであって、検出部１４から出力さ
れる検出信号によりインバータ回路２２の発振周波数あ
るいは発振時期を規制することにより制御が行われる。

一方、回転制御回路２５は、モータ５の回転速度を常時
検知し、モータ５の印加電圧を増減することにより、モ
ータ５に加わる荷重の大小あるいは主電源２３の電圧変
動にかかわらず略一定の回転速度を維持させるようにし
ている。

保護部１６は軽負荷保護回路２６と重負荷保護回路２７
とがら構成され、二次電池６が満充電状態になる等して
軽負荷となった場合に、軽負荷保護口！８２６に於いて
電源部１３がらの出力を降下させることにより負荷を保
護する一方、モータ５がロック状態となる等して重負荷
となった場合に、重負荷保護回路２７でインバータ回路
２２を停止して電源部１３を保護する。

表示部１７は、二次電池６への充電が進んで満充電状態
になったことを表示することにより充電の停止を促す充
電状態表示回路２９と、負荷が増大しあるいは主電源２
３の容量が不足して上記回転制御回路２５における制御
が不能となったことを表示し、モータ５の停止と充電の
開始を促す回転状態表示回路３０とからなり、本体ケー
ス３上に備えた表示素子１１・１２の発光色の変化およ
び点滅で各状態を区別して表示可能とする。

次に上記した各部の構成を、具体的な電気回路図を使用
して更に詳細に説明する。

（電源部） 電源部１３は第４図に示す如く、ダイオードブリッジ３
１及びフィルタ３２を備えた整流口ｌ８２１とインバー
タ回路２２とから構成され、本体ケース３に対して着脱
自在な電源プラグ３３を介して入力した商用交流電源２
０を整流回路２１で全波整流した後、ヒユーズ３４を通
じてインバータ回路２２に印加する。該ヒユーズは、保
護部１６が作動不良の場合における最終的な保護手段と
して働き、インバータ回路２２への通電を遮断して、イ
ンバータ回路２２の作動を強制的に停止する。

インバータ回路２２は、トランジスタ３５のコレクタ側
に、−次コイル３６と該−次コイル３６の両端に接続さ
れてトランジスタ３５のオフ時に発生する衝撃電圧を吸
収する衝撃吸収部３７とを介装すると共に、ベースとエ
ミッタ間に帰還部４０を備える。更に一次コイル３６と
同一鉄心上に、帰還コイル４１、二次コイル４２及び三
次コイル４３を巻いている。

帰還部４０は、帰還コイル４１の一端をトランジスタ３
５のベース端に繋ぎ、帰還コイル４１の他端とトランジ
スタ３５のエミッタ間にコンデンサ４４を接続するとと
もに、エミッタ端を二次電池６のプラス側に接続してい
る。更に帰還コイル４１とコンデンサ４４の接続点には
、整流回路２１からの出力電圧を抵抗４５・４６で分圧
した電圧を抵抗４７を介して印加可能としている。

従って、インバータ回路２２への電圧印加と同時に抵抗
４６の両端に電圧が発生し、かがる電圧によりコンデン
サ４４の充電が開始される。コンデンサ４４の両端電圧
が上昇してトランジスタ３５のターンオン電圧付近に達
すると、該トランジスタ３５のコレクタ端に接続された
一次コイル３６に電流が流れはじめ、かがる電流の増加
により帰還コイル４１に電圧が発生する。この電圧がト
ランジスタ３５のベース・エミッタ間を通じてコンデン
サ４４を上記と逆方向に急速に充電し、かかるコンデン
サ４４の充電電圧が阻止電圧となってトランジスタ３５
を急激にオフする。トランジスタ３５０オフ後は、抵抗
４６の両端電圧が再度抵抗４７を通じてコンデンサ４４
に印加され、コンデンサ４４を正方向に充電して、上記
オンオフ動作を繰り返す、ここでオン時に一次コイル３
６側に蓄えられたエネルギーは、トランジスタ３５のオ
フ期間に、二次コイル４２および三次コイル４３に接続
された負荷へ向けて整流用ダイオード５０・５１により
選択的に取り出される。

二次コイル４２には常に二次電池６が接続されており、
スイッチ１０をオンしてモータ５を含む回転制御回路２
５を繋いだ時は、電源部１３からの出力と共に主電源２
３を構成する。またスイッチ１０の切り換え操作および
電源プラグ３３の挿脱により、充電を単独で、あるいは
充電とモータ駆動とを同時に並行し、あるいは又、二次
電池単独でのモータＲｖＪが行えるようにしている。

三次コイル４３は前記した二次コイル４２より巻数が数
倍大きく、従って二次コイル４２側より大きな電圧を出
力可能とし、更にその出力を整流用ダイオード５１及び
大容量のコンデンサ５２を用いて平滑して補助電源５３
を構成する。従って、補助電源５３からは、インバータ
回路２２の動作中であるが該インバータ回路２２に制御
が十分にかかっているため出力が低下している場合に於
いても、各種回路の駆動及び制御が行える必要十分な大
きさの補助電圧ｖ２が、回路駆動電圧あるいは制御信号
として、以下の各回路に対して供給できる様にしている
。

（検出部） 検出部１４は、第１ないし第４の４組の検出回路６１・
６２・６３・６４から構成され、検出すべき負荷の状態
に対応した、各々異なった値の検出信号を出力する。

第１検出回路６１は、第４図に示す如く、主電源２３の
二次コイル４２の両端にダイオード６５を介して接続さ
れるものであって、二次コイル４２から出力されるパル
ス状の電圧をコンデンサ６６で平滑し、該コンデンサ６
６の両端電圧を抵抗６７〜７ｏで分圧することにより、
電源部１３から出力されるパルス状電圧の平均値の増減
に即応して変化する値の検出信号Ｓ１、Ｓ２を出力する
。

かかる信号は、出力制御回路２４と充電状態表示回路２
９で使用される。

第２及び第３検出回路６２・６３は共に、主電源２３と
並列に分圧用の抵抗を接続し、二次電池６の端子電圧Ｖ
、の変化に比例した電圧値の検出信号を出力する。ここ
で、第２検出回路６２は、第７図のようにモータ５の回
転状態表示回路３０で使用されるものであり、従って分
圧抵抗７１〜７３と直列に常開のスイッチ接点１０ａを
介装して、スイッチ１０のオン動作と連繋してモータ５
の駆動時にのみ検出信号Ｓ３を出力する様にしている。

一方、第３検出回路６３は第６図の様に検出信号Ｓ４を
出力可能とし、更に該信号Ｓ４は主として軽負荷保護回
路２６で使用されるため、補助電源５３からの出力ｖ２
でオンするスイッチングトランジスタ７４を直列に介装
し、インバータ回路２２が停止中は分圧抵抗７５〜７８
への通電を止めて二次電池６の消耗を防止している。

第４検出回路６４は、第６図に示す如く、モータ５の回
転速度に対応したパルス状電圧の矩形波信号を形成する
ことにより、モータ５の回転速度の増減及び回転それ自
体がロックされた時期を検出可能とす乞ものであって、
スイッチ１０の押圧操作と連動して閉じる常開のスイッ
チ接点１０ａをアース側に介装することにより、モータ
駆動時にのみ検出動作を行わせるようにしている。がが
る検出信号Ｓ５は、回転制御回路２５及び重負荷保護回
路２７に於いて利用される。

上記した第４検出回路６４における検出動作は、モータ
５の回転軸に取り付けた円筒状の反射板８０と、該反射
板８０における光の反射を利用した発光ダイオード８１
及びフォトトランジスタ８２とからなるフォトインクラ
ブタ８３を用いて行われ、モータ５の回転速度に対応し
た周波数の信号を発生する。この信号は更にフィルタ回
路８４に入力され、モータ５の回転周期に対応した周波
数成分の交流信号のみを選択的に波形整形回路８５に送
る。波形整形回路８５は、比較器８６のマイナス側入力
端子にフィルタ回路８４からの出力信号を入力する一方
、プラス側端子には二次電池電圧■１を抵抗８７・８８
で分圧した基準電圧を印加し、更に出力端には、抵抗８
９を介して二次電池６側に繋がれたダイオード９０が接
続されており、モータ５の回転が停止して入力信号がな
くなった場合は、比較器８６の出力側がオーブンしてダ
イオード９０の降下電圧で規制される電圧値が出力され
ているが、モータ５が回転して入力信号の電正値が基準
電圧の値を越える毎にダイオード９０の両端はショート
されて零電位に降下し、従ってダイオード９０の両端か
らは、該ダイオード９０の順方向電圧でピーク値が規制
された第８図（ａ）に示す様な矩形波状の検出信号Ｓｓ
が取り出される。

（制御部） 制御部１５は、通常使用時における安定した負荷駆動を
可能とするものであって、第４図に示す出力制御回路２
４と、第５図に示す回転制御回路２５とから構成される
。

出力制御回路２４は第１及び第２トランジスタ９３・９
４を備え、両トランジスタ９３・９４のエミッタ及びベ
ース端を各々直結すると共に、第１トランジスタ９３の
コレクタ端をインバータ回路２２の抵抗４５・４６間に
、第２トランジスタ９４のコレクタ端を抵抗９５・９６
を介してトランジスタ３５のベース端と補助電源５３の
出力側に各々繋ぎ、更にベース端に、第１検出回路６１
から出力される検出信号Ｓ、を印加している。検出信号
Ｓ、は、二次コイル４２に対してダイオード６５を介し
接続されたコンデンサ６６の両端電圧を抵抗で分圧した
ものであって、商用交流電源２０の電圧値の変化あるい
は負荷の変動に対応した大きさの電圧を出力可能として
いる。

上記構成において、例えば商用交流電源２０の電圧値が
１００〜１２０■程度の範囲で変化する場合を想定する
と、電圧値が１００■でモータ駆動時に両トランジスタ
９３・９４が共にオフする様、第１検出回路６１の可変
抵抗器７０を調整して検出信号Ｓ、の電圧値を予め設定
しておく。かかる使用状態に於いては、インバータ回路
２２のトランジスタ３５のベース端に抵抗９５・９６を
介して補助電圧Ｖ２が印加されており、この電圧ｖ２が
トランジスタ３５のオフ中におけるコンデンサ４４の放
電時間を短縮し、インバータ回路２２の発振周波数を該
回′ｉ′６２２における最高効率時の周波数より稍高め
ている。ここで商用電源電圧が上昇しあるいは負荷が軽
くなると検出信号Ｓ１の値が上がり、第２トランジスタ
９４にベース電流が流れ始め、補助電源５３からの出力
Ｖ２を該トランジスタ９４で分流し、トランジスタ３５
のベース端に印加される電圧を徐々に低下させる。する
と、コンデンサ４４の放電時間が上記の場合より長くな
り、インバータ回路２２の発振周波数が下がる。

更に検出信号Ｓ、の値が上昇すると、抵抗４６の両端を
第１トランジスタ９３でショートし、インバータ回路２
２の発振を間欠的に停止させる。かかる動作により、負
荷量が一定でかつ商用電源電圧が上下した場合には、出
力が一定になるように制御が働き、商用電源電圧が一定
で負荷が増減した場合には、負荷量の大小に対応して出
力も増減させ、もって通常の負荷駆動時に於いて安定し
た電力供給動作がおこなえるようにインバータ回路２２
を制御している。

回転制御回路２５は、第５図に示す如く、第４検出回路
６４から出力される回転速度に比例した周波数の矩形波
状の検出信号Ｓ、を、Ｄ−Ａ変換器１００で周波数に対
応した大きさの検出信号に変換し、かかる検出信号を比
較器１０１で基準電圧と比較して、両者の間にずれが発
生すると、ずれの確に対応した制御信号を制御回路１０
２に送る。

該制御回路１０２はモータ５への通電回路中に介装され
ており、制御信号により制御回路１０２における降下電
圧値を制御してモータ５への印加電圧を増減し、モータ
５に加わる荷重負荷の大小あるいは主電源２３の出力電
圧の増減に即応した回転速度制御が行われる。

ここでＤ−Ａ変換器１００は、ｏｐアンプ１０３を使用
した積分回路であって、検出したデジタル状の検出信号
Ｓ５をコンデンサ１０４に印加すると、該コンデンサ１
０４に蓄えられた電荷は、ダイオード１０５・１０６か
らなるポンプ回路を通じて負帰還コンデンサ１０７に流
れる。かかる電荷の流入は、ＯＰアンプ１０３を介して
積分され、出力側にはパルスレートに比例した電圧値の
アナログ状の信号が得られる。

比較器１０１は、ＯＰアンプ１１０を使用した差動増幅
器であって、マイナス側に前記信号を入力する一方、プ
ラス側に基準信号を印加し、両者の差に比例した電圧の
制御信号を取り出す、基準信号は、ダイオード１１１の
両端に可変抵抗器１１２を結合することによりその値を
調整可能とし、制御回路１０２の動作点を変更出来る様
にしている。

制御回路１０２は、第１及び＠２トランジスタ１１３・
１１４をダーリントン接続したものであって、第１トラ
ンジスタ１１３のベース端をＯＰアンプ１１０の出力側
に、エミッタ端を第２トランジスタ１１４のベース端に
接続すると共に、第２トランジスタ１１４のエミッタ・
コレクタ間をモータ５への通電回路中に介装し、更に第
２トランジスタのコレクタ端から抵抗１１５を介して比
較器１０１のＯＰアンプ１１０側に負帰還している。

かかる構成に於いて、モータ５に設定負荷が加わったと
きに設定回転速度を呈する様に、前記比較器１０１の可
変抵抗器１１２を調整して制御回路１０２を増幅動作状
態にしておく、ここで設定速度よりモータ５の回転速度
が低下したことが比′Ｖ２器１０１で検出されると、設
定回転数に必要なモータ端子電圧になるように制御信号
の、値を上昇し、第２トランジスタ１１４を飽和状態と
することによりモータ５への印加電圧を上昇して回転速
度を上昇方向へ修正する。逆に回転速度が設定値より上
昇したことが検出されると、制御信号の値を下げて第２
トランジスタ１１４のエミッタ・コレクタ間電圧を上げ
、モータ印加電圧を下げて回転速度を下降方向へ自動１
で正する。

なお、主電源２３の容量が十分ある場合には、上記した
制御が比較的安定に行われる。しかし、電源部２３を使
用せず二次電池６単独の電力供給で、しかも該電池容量
が減少した場合には、比較器１０１からの制御信号それ
自体の値も可及的に小さくなり、その結果、制御口９１
０２に供給し得るベース電流が減少し、二次電池６にモ
ータ５を駆動し得るだけの容量がまだ残っている場合に
も、制御回路１０２がオフしてモータ５への通電を強制
的に停止してしまう虞がある０本実施例に於いては、制
御回路１０２の入力側と二次電池６間に抵抗１１６を繋
ぎ、比較器１０１側からの制御が利かなくなった後も、
制御回路１０２に二次電池６側から電流を直接供給し、
モータ５の回転可能時間を出来るだけ延長しつる様にし
てい′る。

（保護部） 第６図は保護部１６の全体構成を示す電気回路図であっ
て、軽負荷保護回路２６と重負荷保護回路２７とから構
成される。軽負荷保護回路２６は、二次な池６に対しＩ
Ｃ電流による急速充電を行わせて満充電状態となり、軽
負荷になったことが第３検出回路６３により検知される
と、インバータ回路２２の発振時期を規制して出力を減
少させて、０．１〜０．２Ｃ程度の細流充電に移行させ
ることにより、二次電池６の過充電による劣化を主とし
て防止する。−・方、重負荷保護回路２７は、毛屑が外
刃２と内刃４間に噛む等してモータ５がロック状態とな
り重負荷となったことが第４検出回路６４により検知さ
れた場合に、インバータ回路２２の発振を停止してトラ
ンジスタ３５の破損を防止する。

軽負荷保護回路２６は、比較器１２０のマイナス側入力
端に、第３検出回路６３のダイオード１２１で安定化さ
れた基準電圧を印加する一方、プラス側入力端に第３検
出回路６３から出力される検出信号Ｓ４を印加している
。更に比較器１２０の出力側にはコンデンサ１２２を繋
ぎ、該コンデンサ１２２の両端に抵抗１２３を介して補
助電源５３を接続すると共に、トランジスタ１２４のベ
ース端とツェナーダイオード１２５を介して接続してい
る。またトランジスタ１２４は、コレクタ端をダイオー
ド１２６を介してインバータ回路２２のトランジスタ３
５のベース端に繋ぐと共に、エミッタ端とベース端間を
抵抗１２７で接続している。

重負荷保護回路２７は、第８図（ａ）に示す様な、第４
検出回路６４から出力されるモータ５の回転速度に比例
した周波数の矩形波状の検出信号Ｓ５を変換部１３０に
入力して、デジタル信号をアナログ信号に変換する。変
換部１３０は、トランジスタ１３１のベース電流を検出
信号Ｓ５から供給して該トランジスタ１３１をオンオフ
制御すると共に、コレクタ側を二次電池６に繋いで出力
を取り出すことにより、第８図（ｂ）の如く、前記検出
信号Ｓ５よりピーク値が大きく且っモータ回転時にのみ
発生する、回転速度に比例したパルスレートの矩形波状
電圧Ｓ６を形成する。かかる出力電圧Ｓ６は、更に積分
回路１３２に入力されて積分され、回転速度の大小に対
応した大きさの検出電圧Ｓ７として比較器１３３のマイ
ナス側入力端子に印加される。比較器１３３はそのプラ
ス側端子に、第３検出回路６３から出力される検出信号
Ｓ：が基準電圧として印加され、更に出力端子をツェナ
ーダイオード１３４を介してトランジスタ１３５０ベー
ス端に、抵抗１３６を介して補助電源５３に各々繋いで
いる。トランジスタ１３５はコレクタ側をダイオード１
３７を介して前記した軽負’４７保護回路２６と並列に
接続する。更にベース・エミッタ間と並列に、常閉のス
イッチ接点１０ｂとダイオード１３８を直列に接続した
もの及び抵抗１３９を繋ぐことにより、モータ５への通
電を停止している期間は、抵抗１３９の両端をショート
してベース電圧の印加を強制的に止め、重負荷保護回路
２７が誤動作しないようにしている。

次ぎに第８図に示す波形図に基づいて、保護部１６にお
ける動作を詳細に説明する。

上記構成に於いて、二次電池６が満充電に近付いた時点
（時刻１＋）で検出信号Ｓ４の電圧値が基準電圧ｖ３と
略一致するように第３検出回路６３の可変抵抗器７６を
予め調整しておく、ここで、スイッチ１０をオフしてモ
ータ５を停止した状態で、時刻ｔ９において電源プラグ
３３を入れると、二次電池６は電源部１３に対する負荷
として充電が開始される。充電初期に於いては、検出信
号Ｓ４の値は基準電圧ｖ３より十分小さく、従ってコン
デンサ１２２の両端は比較器１２０の出力側によりショ
ートされてトランジスタ１２４はオフ状態を続け、イン
バータ回路２２は上記した出力制御回路２４による制御
が利いた通常の発振を続ける。更に充電が進み満充電に
近付く（時刻１＋）と、二次コイル４２からのパルス状
電圧の出力時に対応して瞬間的に検出信号Ｓ４が基準電
圧を越えるようになり、比ＩＮ！５１２０の出力側は、
パルス状にオーブンして補助電圧Ｖ２が出力される。し
かし、該電圧ｖ２で直接トランジスタ１２４を制御する
のではなく、一旦コンデンサ１２２に印加して積分し、
積分値がダイオード１２５のツェナー電圧を越えた時に
初めてダイオード１２５を導通してトランジスタ１２４
にベース電流を流し、該トランジスタ１２４をオンして
トランジスタ１２４のベース端をアースすることにより
インバータ回路２２の発振を停止する。即ち、軽負衝保
護回路２６によるインバータ回路２２の出力規制量を、
制御の開始時期に於いて可及的に制限することにより、
かかる期間の充電電流量を実質的に増加させて、短時間
で二次電池６に対する充電電流の絞り込みが行われる様
にしている。従って、軽負荷時におけるインバータ回路
２２からの出力は必要最小限に規制され、二次電池６の
過充電に起因する劣化が未然に防止されるのである。

次ぎに、上記の如く二次電池６が満充電になった状態で
スイッチ１０をオンする（時刻ｔａ）と、モータ５は回
転制御回路２５による回転速度制御がかかった状態で、
定速回転を開始する。なお、モータ５の回転開始時点に
於いては第４検出回路６４からの検出信号Ｓ６はないが
、主電源２３側から抵抗１４０及びダイオード１４１を
通じて基準電圧Ｓ４°より十分大きい信号が印加されて
おり、また定速回転状態になった後も、予め第３検出回
路６３の可変抵抗器７６を調整して、内刃４に荷重負荷
を加えない状態に於いても基準電圧Ｓ、ｌが検出電圧Ｓ
７に比較して十分小さくなるように電圧値を設定してお
くことにより、回転速度が十分高くしかも前記した回転
速度制御が有効な状態に於いては、比較器１３３の出力
側は常にアースされ、トランジスタ１３５はオフ状態を
続けてインバータ回路２２には何ら影響を与えない。

しかし、モータ５に加わる荷′ｆｆＬ５を荷が大きくな
るにつれて主ｔＷ、２３からの出力電圧ｖ１が低下し、
遂には回転制御が利かなくなり（時刻ｔ４）、更に荷重
が増加するに従ってモータ５の回転速度は低下する。そ
れと同時に、比較器１３３に入力される検出電圧Ｓ７の
値も低下し、モータ５の回転が毛先を噛み込むなどして
ロックされると、積分回路１３２への入力が無くなる（
時刻ｔ７）、Ｌかし検出電圧Ｓ７は、直ちに消失するこ
となく、コンデンサ１４２と抵抗１４３の放電時定数で
決まる時間経過後の時刻計〇に基準電圧Ｓ４１の値より
下回り、比較器１３３の出力端をオープンする。これと
同時に補助電圧■２がダイオード１３４を介してトラン
ジスタ１３５のベースに印加され、第８図（ｄ）の如く
、トランジスタ】３５をオンしてインバータ回路２２の
発振を停止するのである。

なお、上記したモータ５のロックが一時的なものであり
、ロックが時刻ｔ８ですぐに解除された場合は、ロック
時からインバータ回路の発振停止までに、上記の如く、
例えば０．３〜１秒程度の時間差を予め設けであるため
、検出電圧Ｓ７は一点鎖線で示す如く直ちに基準電圧Ｓ
４°より十分高い正常値に復帰して、モータ５は正常な
回転動作を続ける。

なお、モータ５に大きな前型が加わってはいるが停止さ
せる必要がない期間に於いては検出電圧Ｓ７の値は大幅
な乱高下を繰り返すため、誤って重負荷保護回路が作動
しないように、基準電圧Ｓ４゜は出来るだけ低いことが
望ましい、しかし一旦回転が停止した後は、回転停止の
原因を取り除くまで、スイッチ１０のオンオフで不要に
回転を開始することなく、確実に保護回路が作動し続け
ることが必要で、そのためには、基準電圧８４′がある
程度高いことを必要とする０本実施例に於いては、基準
電圧Ｓ４°として主電源２３の出力電圧を分圧したもの
を利用しているので、回転速度の低下に従って自動的に
基準電圧ＳＪ’は下がり、モータ停止後は元の値に復帰
して、何ら面倒な調整を要することなく上記した相矛盾
する要求を満足している。

また重負荷状態の検出は、モータ５の回転それ自体を直
接検出するのではなく、主電源２３からの出力電圧を検
出することによっても知ることが出来る。その場合、重
負荷検出と軽負荷検出とを兼用させることも可能である
。

（表示部） 表示部１７は、第７図に示す如く、充電時に動作して満
充電状態を表示する充電状態表示回路２９と、モータ駆
動時に動作して回転速度制御の状態を表示する回転状態
表示回路３０とから成る。

充電状態表示回路２９は、第１検出回路６１から出力さ
れる検出信号Ｓ２を第１トランジスタ１５０のベース端
に入力し、コレクタ端を第２トランジスタ１５１０ベー
ス端に接続すると共に、両トランジスタのコレクタ側に
第２表示素子１２を繋いだ後、補助電圧ｖ２の入力でオ
ンするスイッチングトランジスタ１５２と、常閉のスイ
ッチ接点１０ｂを介して主電源２３に接続している。第
２表示素子１２は赤および緑色の発光ダイオードを一体
化したものであって、第１トランジスタ１５０と直列に
緑色の発光ダイオード１５３を、第２トランジスタ１５
１と直列に赤色の発光ダイオード１５４を繋いでいる。

回転状態表示回路３０は、比較器１５５のプラス側入力
端に、第２検出回路６２のダイオード１５６の両端から
取られた基準電圧を印加する一方、マイナス側に検出信
号Ｓ３を入力すると共に、出力端を第１トランジスタ１
５７のベース端に接続している。更に第１トランジスタ
１５７のコレクタ端を第２トランジスタ１５８のベース
端に繋ぎ、第１トランジスタ１５７に緑色の発光ダイオ
ード１５９、第２トランジスタ１５８に赤色の発光ダイ
オード１６０を各々接続した後、常開のスイッチ接点１
０ａを介して主電源２３に接続している。

以下第８図を用いて、各表示素子１１・１２０点灯のタ
イミングを説明する。なお、第８図（ｆ）は第２表示素
子１２、　（ｇ）は第１表示素子１１の点灯時期を各々
示す。

上記構成に於いて、モータ停止状態でインバータ回路２
２を動作させると、補助電圧Ｖ２が出力されてトランジ
スタ１５２がオンし、充電状態表示回路２９に通電が開
始される。同時に第１検出回路６１から検出信号Ｓ２が
出力されるが、時刻ｔ８のごとく、二次電池６の容量が
減少している場合には軽負荷保護回路２６の制御がかか
っておらず、従って検出信号Ｓ２の値が大きいために第
１トランジスタ１５０はオフ状態となり、第２トランジ
スタ１５１がオンして赤色の発光ダイオード１５４に通
電して充電中であることを表示する。

次いで充電が進み、軽負荷保護回路２６が作動して制御
がかかり始める（時刻１＋）と、間欠的に検出信号Ｓ２
の値が低下し、第１トランジスタ１５０がオンして緑色
の発光ダイオード１５３が点灯し始める。即ち、赤色と
緑色とが交互に点灯し、充電が終了に近付くに連れて緑
色の点灯時間の割合が徐々に増加する結果１発光色は赤
色からオレンジ色に変化し、更に時刻Ｌ２で緑色に変わ
って満充電状態となったことを表示するのである。

次いで、本体ケース３のスイッチ１０をオンすると、モ
ータ５の回転駆動が開始される（時刻ｔ３）、ここで、
予め第２検出回路６２の可変抵抗器７２を調節すること
により、回転制御回路２５における制御が利かなくなる
時刻ｔ４に於いて、基準電圧と検出信号８つの値が略一
致する様にしておく。

すると、負荷が小さいさいか或いは土竜＊２３の電圧が
大きいために回転制御が有効な間は、第１トランジスタ
１５７がオンして第１表示素子１１は緑色に点灯して正
常回転中であることを表示する。しかし制御が利かなく
なる（時刻ｔ４）と、第２トランジスタ１５８がオンし
始め、赤色の発光ダイオード１６０が点灯する時間が徐
々に増加し、緑色からオレンジ色、そして時刻ｔ、で赤
色に変化してモータ回転の異常を表示する。更に、モー
タ５の回転が停止寸前（時刻ｔｏ）となると、第１表示
素子１１が消灯して電池容量の減少を表示するのである
。

なお、充電状態を表示する第２表示素子１２を、本体ケ
ース３上でスイッチ１０の下方位置に配設することによ
り、電気かみそり１の使用中は、操作者の手で第２表示
素子１２の表示は覆われ、よってスイッチ１００オンオ
フで第１及び第２の表示素子１１・１２の点灯が入れ替
わって表示されても、表示を誤認することはない。

またトランジスタ１５２のオン期間を規制する制動電源
５３は、第１検出回路６１より安定で且つ十分大きな出
力が得られるように構成しているので、第２表示素子１
２が赤緑の点滅を繰り返している期間に於いてもトラン
ジスタ１５２は確実にオン状態を続け、表示素子１２そ
れ自体が点滅してちらつくのを防止している。

［発明の効果］ 本発明は上記の如く、インバータ回路から電力が供給さ
れる負荷の負荷量を常時検出すると共に、許容される負
荷量の上下限値を予め設定しておき、その範囲を越える
と負荷に対する供給電流量を制限するようにしたので、
充電をさせながら機器を作動させた場合における！ａ器
全全体保護が有効かつ確実に図れる利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の概略を示すブロック図である。 第２図及び第３図は本発明を電気かみそりに実施した一
例であって、第２図は全体の斜視図、第３図は電気回路
のブロック図を示す。 第４図ないし第７図は第３図の具体的な電気回路図であ
って、第４図は電源部、ｇＳＳ面は制御部、第６図は保
護部、第７図は表示部を各々示す。 第８図（ａ）ないしくｇ）は電気回路の動作を説明する
波形図である。 ５・　・　・　・モータ、 ６・・・・二次電池、 ７・・・・電気回路、 １０・　・　・スイッチ、 １３・　・　・電源部、 １４・・・検出部、 １５・・・制御部、 １６・　・　・保護部、 １７・・・表示部、 ２２・・・インバータ回路。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）インバータ回路を商用電源の電圧変換手段として
   使用する電力供給手段と、 該電力供給手段に常時接続される二次電池を少なくとも
   含む負荷部と、 負荷量の大きさを検出する手段と、 検出された負荷量が予め設定された上下限値を越えると
   電力供給手段から出力される電流量を制限する手段とを
   備えた小型電気機器。
2. （２）前記検出手段及び制限手段は上限用と下限用とを
   個別に備え、両者を並行して作動させている特許請求の
   範囲第１項記載の小型電気機器。
3. （３）負荷部は二次電池とモータとから構成され、下限
   用検出手段は二次電池の端子電圧を検出する一方、上限
   用検出手段はモータの回転速度を検出している特許請求
   の範囲第２項記載の小型電気機器。